بتن خود تراکم چیست؟ SCC چگونه خود به خود متراکم و مسطح می شود؟

بتن خود متراکم

بتن تازه یک ماده شکل پذیر است، که در شرایط مختلف از خود رفتارهای متفاوتی نشان می‌دهد. خمیر سیمان بتن باید به اندازه کافی برای تامین مقاومت در بتن موجود باشد. این خمیر سبب لغزندگی خود بتن هم می‌شود. وقتی نیاز به پهن شدن بتن توسط وزن خودش وجود داشته باشد، تعیین دقیق میزان خمیر سیمان نقش اساسی دارد. در واقع بتن خود متراکم باید قوام و یکپارچگی خود را در طول مسیر حمل و پمپاژ و در نهایت ریخته شدن حفظ کند. بتن خود تراکم دارای اصطکاک داخلی بسیار کم و به راحتی پخش و همه قالب را پر می‌کند. مزایای بتن خود متراکم در اثر استفاده از طرح اختلاط مناسب فراهم می‌شود. کاربرد هر نوع از این بتن به خواص آن بستگی دارد. در این مقاله از رامکا بلاگ از سیر تا پیاز آنچه درمورد بتن خود تراکم Self Consolidation Concrete باید بدانید را شرح داده ایم.

بتن خود متراکم SCC

بتن یک ماده چگال و دارای قوام است. در حالت عادی تهیه و ساخت، این ماده باید توسط دستگاه و اپراتور تسطیح و پرداخت شود. بتنی که خوب قالب گیری و تسطیح شود، از دوام و عمر مفید بالایی برخوردار است. بتن خود متراکم دارای پیچیدگی ساختاری خاصی است. ویژگی و نتایج فوق العاده آزمایشات بتن خود متراکم سبب گستردگی سریع این ماده در تمامی کشورها شده است. ولی متاسفانه استفاده از این ماده در کشور ایران توسعه پیدا نکرده است. به دلیل محدودیت شناسایی این فناوری در میان مجریان بتن کشورمان بهره مناسب از این ماده در صنعت ساخت و ساز برده نمی‌شود.

بتن خود متراکم با نیروی وزن خود پخش می‌شود.
بتن خود متراکم با نیروی وزن خود پخش می‌شود

بتن خود متراکم باید در هنگام انتقال به حدی قوام داشته باشد، که در مسیر و ریختن دچار جداشدگی نشود. به دلیل کم بودن اصطکاک ذرات بتن با هم بهتر است، لوله پمپ بتن را روغن‌کاری کرده تا نیروی بین بتن و لوله زیاد نشود. وقتی از این نیروی مزاحم جلوگیری کنید، بتن بدون مشکل از پمپ به محل ریختن حمل می‌شود. این روغن کاری توسط خمیر سیمان و افزودنی مناسب صورت می‌گیرد.

بتن خود متراکم یا بتن خود تراکم (SCC)

بتنی که کارایی زیاد داشته و دانه آن جدا نشود در عین حال خود به خود قالب را پر کرده و بدون نیاز به ویبره تمام میلگرد را فراگرفته و مسطح شود؛ بتن خود متراکم یا بتن خود تراکم نام دارد. بتن خودمتراکم را می‌توان با مصالح معمولی آب و سیمان و سنگدانه ساخت. تولید این بتن با مواد افزودنی لزج یا قوام آور بتن نتیجه بهتری در نهایت خواهد داشت.

این بتن با نام Self Consolidation Concrete تحت وزن خود در قالب پخش می‌شود.

مشکلات اجرایی بتن همیشه سبب نیاز به یک ماده اضافی در بتن را پدیدار کرده است. روانی بتن ناشی از آب اضافی که با سیمان وارد واکنش هیدراسیون نمی‌شود؛ است. این آب اضافی کاهش مقاومت و دوام نهایی بتن را در بر خواهد داشت. پس سوال اصلی متخصصان شیمی بتن این بود، که به چه صورت می‌توان بدون تاثیر منفی بر بتن آن را روان و یک بتن خود متراکم تولید کرد.

افزودنی بتن که روانی و عدم جداشدگی دانه بتن را بدون کاهش مقاومت و دوام سبب شود هم، می‌توان در دسته بتن خود تراکم جای داد. نیاز به این بتن با کاهش نیروی متخصص و افزایش سطح آرماتور در سازه‌های بتنی و نهایتا عدم توانایی بتن‌های قدیمی و سنتی در جای گیری و قالب گیری بسیار احساس شد. در کشور ژاپن در سال ۱۹۸۶ جناب اوکامورا اولین بار ایده ساخت بتن بدون نیاز به ویبره را مطرح و عملی کرد. نهایتا مدل و طرح اختلاط بتن خود متراکم در دانشگاه توکیو در سال ۱۹۸۸ تکمیل و به تایید نهایی دستگاه نظارتی و استاندارد رسید. اولین راهنمای بتن خود متراکم در سال ۲۰۰۲ توسط شرکت EFNARC منتشر شد. در کشور ایران هم مطالعه روی بتن خود متراکم در سال ۱۳۷۲ آغاز شد.

بررسی خصوصیات بتن خودمتراکم از جمله پخش شوندگی (آزمایش J)
بررسی خصوصیات بتن خودمتراکم از جمله پخش شوندگی (آزمایش J)

استفاده از مواد افزودنی همانند پلیمرهای طبیعی آلی یا مصنوعی آلی در آب برای ایجاد خاصیت خودتراکمی در بتن بسیار مناسب است. در واقع ترکیبات ابر روان کننده بتن در ساخت بتن خود متراکم بسیار مرسوم است. چون هم قابلیت روانی بالا و هم حفظ چسبندگی دانه بتن را دارا می‌باشد.

استفاده از پرکننده‌های معدنی از دیگر روش‌های ساخت بتن خود تراکم است. ترکیب بتن با پوزولان مناسب نتیجه اثر بخش و مورد تاییدی برای بتن خود متراکم است.

استفاده از طرح اختلاط مناسب بتن که دارای نسبت آب به سیمان کم‌تر و افزایش میزان مصرف مواد پودری در بتن است. مواد پودری بتن را روان و خاصیت یکپارچگی بتن را حفظ می‌کنند. برای ساخت بتن خودمتراکم حجم سنگدانه درشت و حداکثر اندازه سنگدانه درشت را باید محدود کرد. ولی استفاده از سنگدانه گردگوشه بسیار توصیه شده است.

تاریخچه بتن خود تراکم

از آغاز گسترش کاربرد بتن مسلح، مشکلات اجرایی ناشی از کاربرد مخلوط های خشک موجب گرایش به مخلوط های مرطوب تر و با روانی بیشتر مخصوصا در میان متولیان اجرای سازه های بتنی شده بود.

با این حال از آنجایی که افزایش روانی در گرو استفاده از آب به بتن بود و از طرفی تأثیر افزایش نسبت آب به سیمان بر کاهش مقاومت و دوام بتن با شده بود، این سؤال برای متخصصان بتن ایجاد شده بود که چگونه می توان بدون تأثیر من خواص بتن، روانی مخلوط را در جهت سهولت اجرای سازه های بتنی افزایش داد.

البته علاوه بر این، راهکار “افزایش حجم خمیر سیمان” در مخلوط بتنی نیز به منظور بهبود کارایی مورد استفاده قرار می گرفت که این راهکار نیز معایبی از قبیل افزایش میزان حرارت تولید شده توسط بتن (در مرحله ی سخت شدن) و نیز افزایش هزینه ی تولید بتن را در پی داشت. با گذشت زمان و پیدایش روان کننده ها و فوق روان کننده ها به عنوان نوع جدیدی از افزودنیهای شیمیایی، بسیاری از مشکلات اجرایی که ناشی از کاربرد بتن های با کیفیت خوب ولی کارایی کم بود، از میان برداشته شد.

بیشتر بخوانید  بتن غلتکی | طرح اختلاط، روش ساخت، آزمایش و کاربرد

با این حال دست یابی به بتنی با قابلیت خودتراکمی بدون افت در مقاومت و دوام و نیز عدم ایجاد انسداد و جداشدگی در حالت تازه، سالها به عنوان یک هدف دست نیافتنی برای صنعت بتن در کشورهای مختلف قلمداد می شده است. در آن زمان مشخص شده بود که دستیابی به خواص بالقوه ی هر مخلوط بتنی در گرو اطمینان از انجام عملیات تراکم به طور کامل می باشد. در واقع تجربیات بی شماری از تراکم ناکافی بتن در حالت تازه و عواقب آن در حالت سخت شده این مسئله را تأیید کرده بود. اثر تراکم ناقص بتن تازه در برخی موارد بر روی سطوح بتن سخت شده مشخص می باشد (شکل زیر) ولی در موارد دیگر این مسئله قابل رؤیت نبوده و عملکرد ضعیف بتن (از منظر مقاومت و یا دوام) این مسئله را شاید بعد از گذشت سالها، آشکار می سازد.

 

(الف) تراکم ناقص در قسمت تحتانی یک تیر بتن مسلح به طوری که سطح آن دچار پدیدهی در شدن" شده است. (ب) "کرمو شدن سطح و وجود تعداد زیادی درز سرد در بتن در اثر تراکم ناقص (بر کره از De Schutter و همکارانش (۲۰۰۸)
(الف) تراکم ناقص در قسمت تحتانی یک تیر بتن مسلح به طوری که سطح آن دچار پدیدهی در شدن” شده است. (ب) “کرمو شدن سطح و وجود تعداد زیادی درز سرد در بتن در اثر تراکم ناقص (بر کره از De Schutter و همکارانش (۲۰۰۸)

این مسائل باعث توجه محققین به خواص کارایی و رئولوژی بتن تازه شد. نهایتا در اوایل دهه ی هشتاد میلادی به دنبال کاهش نیروی کار ماهر در صنعت ساخت وساز ژاپن و نیز تراکم نامناسب بتن ناشی از افزایش حجم آرماتورهای مصرفی که باعث کاهش کیفیت کارهای اجرایی انجام گرفته شده بود، این موضوع برای چندین سال مورد بحث و بررسی قرار گرفت تا اینکه نظریه ی بتن خود متراکم، بتنی که بتواند تحت وزن خود و بدون نیاز به لرزاندن متراکم شده و تمام زوایای قالب را پر کند، به عنوان راه حلی توسط Okamura در سال ۱۹۸۶ مطرح شد.

لازمه ی تحقیق بر روی بتن خود متراکم مطالعه ی عمیق کارایی بتن بود که توسط Ozawa و Maekawa در دانشگاه توکیو صورت گرفت. مدل اولیهی بتن خود متراکم در سال ۱۹۸۸ تکمیل شد و در همین سال این نوع بتن برای اولین بار در کارگاه ساخته شد و نتایج قابل قبولی را از نظر خواص فیزیکی و مکانیکی ارائه داد. بر این اساس اولین پروژه با مقیاس واقعی نیز در سال ۱۹۹۰ با کمک این بتن اجرا شد.

می توان گفت همکاری گسترده ی چندین گروه تحقیقاتی در دانشگاه در کنار مشارکت تعدادی شرکت فعال در زمینه ی ساخت وساز و نیز مواد شیمیایی در کشور ژاپن منجر به ابداع و گسترش این مصالح نوین ساختمانی شد. تحقیقات در زمینه ی بتن خود تراکم در اروپا و آمریکا در مقایسه با ژاپن دیرتر آغاز گردید. با این حال امروزه بتن SCC همزمان با کشور ژاپن در مراکز دانشگاهی و تحقیقاتی کشورهای اروپایی، کانادا، آمریکا و نیز آسیا موضوع بحث، بررسی و اجرای سازه های بتنی است.

در پی استفاده ی گسترده از بتن خود متراکم در ژاپن، مراکز علمی و پژوهشی در دنیا بر آن شدند تا این تجربیات را به صورت مدون و استاندارد در آورند. منسجم ترین تلاش در این زمینه توسط موسسه اروپایی EFNARC در سال ۲۰۰۲ با انتشار راهنمای بتن خود متراکم به ثمر نشست.

در سال ۲۰۰۵ میلادی نیز این موسسه به همراه چهار موسسه ی دیگر تجربیات موجود در خصوص بتن خودتراکم را تحت عنوان “راهنمای اروپایی بتن خود تراکم، ویژگی ها، تولید و کاربرد” گردآوری و منتشر نمودند. در ایران نیز آشنایی با این بتن از اوایل دهه ی ۷۰ آغاز شد و با گذشت زمان و پس از انجام مطالعاتی در دانشگاهها و مراکز تحقیقاتی کشور، این نوع بتن در چندین پروژه ی خاص بکار گرفته شد.

خصوصیات و ویژگی های بتن خود متراکم

بتن خود متراکم خواص اصلی را در حالت خمیری و یا همان بتن تازه دارد. حساسیت ویژگی‌ها در بتن تازه بسیار بالا است؛ چون با گذر زمان و سفت شدن بتن این خواص کم کم از بین رفته و در بتن سفت مشاهده نخواهد شد.

هر بتنی که قابلیت:

  1. پرکردن بدون دخالت اجزای خارجی مثل ویبره یا نیروی کار
  2. عبور کردن خود به خود
  3. عدم جداشدگی دانه بتن

را هم‌زمان داشته باشد؛ در دسته بندی بتن خود تراکم قرار می‌گیرد. به زبان ساده توصیف کارایی و روانی بتن همان توصیف بتن خود متراکم است.

بتنی که توسط نیروی وزن خود تمامی محیط بتن ریزی را در بر گرفته و نهایتا مسطح شود؛ بهترین نوع بتن خود متراکم است. حرکت در مقاطع تنگ و موانع مختلف بدون گرفتگی که به دلیل جداشدگی دانه بتن رخ می‌دهد. از ویژگی‌های بتن خود تراکم است.

پس در بتن خود متراکم باید پایداری دینامیکی و استاتیکی وجود داشته باشد. پایداری دینامیکی همان مقاومت بتن در برابر جداشدگی دانه بتن به هنگام جریان یافتن و حرکت کردن بتن است. پایداری استاتیکی بتن مقاومت در برابر آب انداختن بتن به هنگام تسطیح و پرداخت بتن است. در اثر این آب انداختگی شاهد نشست سطحی نیز در آینده خواهید بود. افزودنی بهبود دهنده لزجت (VMA) در بتن برای پایداری به کار می‌رود. اثر این افزودنی بعد از بتن ریزی و حفظ پایداری دانه بتن مشخص می‌شود. در مکانی که بتن ریخته شده و در جای خود باقی بماند، امکان ته‌نشینی و سقوط سنگدانه به کف وجود دارد.

از جمله خواص مکانیکی بتن سخت شده مقاومت فشاری آن است. در بتن با مقاومت نهایی بالا مقاومت سنگدانه بسیار مهم است. حتی نوع شکل هندسی سنگدانه در مقاومت نهایی بتن تاثیرگذار است. ساخت بتن خودمتراکم با افزودنی پلی کربوکسیلاتی مقاومت اولیه و نهایی زیادتری نسبت به نوع روان کننده نفتالینی و ملامینی و همچنین روان کننده های لیگنوسولفوناتی دارد.

مقاومت کششی و خمشی در بتن خود متراکم اندکی بیش‌تر از بتن عادی است.

بیشتر بخوانید  بتن با کارآیی زیاد | طرح اختلاط، روش ساخت و کاربرد های بتن کارپذیر

در بررسی پایداری ابعادی و میزان کرنش بتن هم مشخص شده که بتن خود متراکم نتایج بسیار بهتری در آزمایشات از خود به جای گذاشته است.

مدول الاسیسیته بتن خود متراکم که در اثر وزن مخصوص بتن که نتیجه تراکم بالای این نوع بتن است. در اثر کاهش تخلخل افزایش پیدا می‌کند. تقریبا رابطه مستقیمی بین الاسیسیته و مقاومت بتن وجود دارد. برآورده کردن الاسیسیته برابر و یا در حدود بتن معمولی برای این نوع بتن یک حالت ایده‌آل است. چون در اثر استفاده از مواد افزودنی این خاصیت بتن که عمدتا در اثر وجود هوای بتن است، دچار مشکلاتی می‌شود.

مزایای بتن خود متراکم

کاربرد مناسب بتن خود متراکم بسیار به ساخت سازه بتنی کمک می‌کند. افزایش بهره‌وری بتن به هنگام استفاده از بتن خود متراکم بسیار مشهود است. معمولا در دیوار برشی و ستون که مقطع باریک و آرماتور زیاد است، تراکم نامناسب بتن در برخی قسمت‌ها منجر به کاهش دوام و پایداری سازه خواهد شد.

استفاده از بتن خودمتراکم افزایش بهره وری حمل و نقل بتن را علاوه بر خاصیت تراکم آن فراهم می‌کند. رفتار بتن خودمتراکم بسیار شبیه مایع است و نه جامد. همین خصوصیت سبب استفاده بیش‌تر از صنایع مکانیزه و ماشین آلات در بتن خواهد بود. هر چه کاربرد تکنولوژی در بتن پررنگ‌تر شود؛ کاربرد آن گسترده‌تر شده و روبه تکامل می‌رود.

در ادامه برخی از مزایای بتن خود متراکم را مشاهده می‌کنید:

  1. تسریع اجرای سازه بتن آرمه و کاهش زمان کلی پروژه
  2. بهبود کیفیت نهایی بتن ساخته شده که به دلیل تراکم صورت می‌گیرد
  3. کاهش آلودگی صوتی ناشی از ویبره
  4. حفظ ایمنی کارگاه در اثر عدم به کارگیری ویبراتور و ابتلای کارگران به سندروم انگشت سفید
  5. کاهش هزینه اجرای بتن
  6. استفاده از بتن خود متراکم در نواحی با معماری ویژه و یا بتن نمادار
  7. افزایش دوام به دلیل تراکم بالا
  8. امکان طراحی خاص سازه به دلیل عبور بتن از نواحی سخت
  9. توسعه صنعت بتن پیش ساخته و قطعات بتنی
  10. افزایش ایمنی کارگران در اثر کاهش خستگی ایشان

کاربرد بتن خود متراکم Self Consolidation Concrete

بتن خود متراکم به دلیل اسلامپ بسیار زیاد در حدود ۴۵۰ تا ۸۰۰ میلی‌متر کاربرد بسیار گسترده و متنوعی دارد. در مکانی که ویبره بتن و پرداخت سطح بتن امری دشوار و یا غیرممکن است، استفاده از بتن خودمتراکم به پروژه بسیار کمک می‌کند. بدون هیچ نیازی به پرداخت سطح بتن خود به خود یک بتن صاف و صیقلی در نهایت خواهید داشت. وقتی بتن روان شود، به خوبی تمام میلگرد را پوشانده و یک بتن یکنواخت با میلگرد به صورت کامل درگیر می‌شود.

در ساخت قطعات بتنی هزینه زیادی برای قالب گیری و متراکم کردن بتن صرف می‌شود. استفاده از افزودنی برای ساخت بتن خود متراکم هزینه و استهلاک کارخانه قطعات بتنی را به شدت کاهش می‌دهد.

برخی از کاربردهای عملی و اجرا شده بتن خودمتراکم:

  • ساخت موزه ملی سرخ پوستان در امریکا: تمام تلاش برای ساخت سازه بتنی عظیم یکپارچه که شبیه یک تکه سنگ عظیم فرسوده به نظر برسد. در این پروژه با استفاده از بتن خود متراکم فراهم شد. در این پروژه هیچ شکستگی نما و زاویه قائم وجود ندارد و ساخت همین قالب‌های ویژه سبب نیاز به بتنی روان را خاصیت بتن خودتراکم را برآورده ساخت.
  • ساخت پایه ضربدری برج میلاد تهران: از بتن خودمتراکم برای ساخت لابی این سازه استفاده شده است. این لابی پیرامون بدنه برج و در شش طبقه ساخته شده است. نمای اصلی لابی ضربدری شکل و از بتن خودمتراکم سفید رنگ ساخته شده است.
  • دیوار عکس العمل در آزمایشگاه سازه دانشگاه شربروک کانادا: ساخت یک دیوار با عکس العمل قوی برای آزمایش دینامیکی مقاطع سازه‌های بزرگ با بتن خود متراکم و سیستم مسلح با پس کشیدگی صورت گرفته است.
  • بازار بزرگ میدسامر در لندن: ستون بیضوی با تراکم آرماتور بالا و دشواری بتن ریزی و استفاده از بتن خود متراکم سبب ۴۰% کاهش زمان ساخت پروژه شد. در نهایت ۱۰% در کل هزینه صرفه جویی شد.
  • تونل رسالت تهران: به دلیل عدم دسترسی به پست برخی قالب‌های تونل از بتن خود متراکم استفاده شد.
  • طرح توسعه حرم حضرت معصومه (س) قم: در کتیبه نویسی آیات قرآن از بتن خودمتراکم استفاده شده است. عدم امکان ویبره بتن اصلی‌ترین دلیل استفاده از این نوع بتن بود.
  • هتل و برج ترامپ شیکاگو: تراکم آرماتور و نیاز به بتن مقاوم و استفاده از سنگدانه آهکی ریز خود به خود منجر به استفاده از بتن خود متراکم در این سازه شد.
  • فرودگاه بین المللی پیرسون تورنتو کانادا: به دلیل عدم وجود فضای کافی برای استفاده از روش‌های معمول جای‌دهی بتن از بتن خود متراکم استفاده شد.
ساخت قطعات پیش ساخته بتنی با بتن خودمتراکم
ساخت قطعات پیش ساخته بتنی با بتن خودمتراکم

 

آزمایش های بتن خود تراکم Self Consolidation Concrete

  1. آزمایش ویسکوزیته یا جریان در حالت آزاد: سنجش توانایی تغییر مسیر بتن
  2. آزمایش سنجش تراکم: تقریبا شبیه مخروط تست اسلامپ بتن و تکرار آن در دو مرتبه متوالی
  3. آزمایش ظرفیت پرکنندگی بتن: پرکردن جعبه آزمایش توسط قیف مخصوص
  4. آزمایش نشست سطحی: تست استوانه ۸۰۰ میلی‌متری و محاسبه نشست بتن تا زمان سخت شدن
  5. آزمایش جداشدگی دانه بتن: بررسی توسط شبکه تست جداشدگی بتن
  6. آزمایش مقاومت فشاری بتن: عمل آوری ۱۲ نمونه استوانه ای در رطوبت بالا و بررسی مقاومت ۲۸ و ۹۰ روزه
  7. آزمایش کارایی دو نقطه‌ای: بررسی بتن با دستگا رئومتر و تنظیم سرعت چرخش مخصوص این آزمایش
  8. آزمایش تثبیت هوای بتن: پس از لرزش و مخلوط کردن باید هوای بتن در شرایط آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گیرد.
  9. آزمایش جعبه L و قیف V : در ظروف استاندارد بتن ریزی انجام شده و نتایج برای مجریان بتن شرح داده می‌شود.

در مورد آزمایشات بالا طراحی بسیار زیاد و مختلفی صورت گرفته و توسط شرکت‌ها به کار برده می‌شود. در آزمایشی برای تست قیف V شکل، ۱۲ لیتر بتن بدون ضربه و متراکم کردن در قالب ریخته و روی آن صاف می‌شود. پس از ۱۰ ثانیه محفظه زیر قالب باز و زمان ریختن کامل بتن اندازه گیری می‌شود. زمان مناسب تخلیه بتن خود متراکم بین ۶ الی ۱۲ ثانیه است.

بیشتر بخوانید  بتن پلیمری | طرح اختلاط، روش ساخت و کاربرد های بتن حاوی پلیمر و بتن لاتکسی

در آزمایش J باید میزان توانایی باز شدن بتن در حضور میلگردها بررسی شود. زمان رسیدن قطر بتن به ۵۰ سانتی‌متر در دو حالت با و بدون میلگرد ثبت می‌شود.

در جعبه L شکل بعد از پر کردن دستگاه و بلند کردن دریچه پس از ۱ دقیقه، نسبت انسداد بتن اندازه‌گیری می‌شود. زمان رسیدن بتن به فواصل ۲۰ و ۴۰ سانتی‌متری نیز باید بررسی شود. نسبت انسداد بتن خودمتراکم همان عمق بتن در قسمت افقی به قائم است. مقدار حدود ۰٫۸ برای این نوع بتن مورد تایید است. اگر این مقدار به ۱ برسد روانی بتن چیزی شبیه به آب خواهد بود.

دستگاه تست بتن جعبه L شکل
دستگاه تست بتن جعبه L شکل

معایب بتن خود متراکم

محدودیت استفاده از بتن خود متراکم در فصول سرد و یخبندان بسیار احساس می‌شود. به همین دلیل مواد هوازا و حباب‌ساز در کنار این افزودنی به کار برده می‌شود.

زمان ساخت بتن خود متراکم از بتن معمولی بیش‌تر و ترتیب افزودن هر ماده به مخلوط باید طبق روش تهیه باشد.

ارتفاع سقوط بتن در این روش بسیار مهم و در منابع با تاکید زیاد به ۱٫۲ متر محدود شده است. در صورت افزایش این ارتفاع استفاده از قیف و لوله (ترمی) الزامی است. حداکثر طول جاری شدن بتن برای حفظ خواص ۱۰ متر در نظر گرفته می‌شود.

محدود کردن ارتفاع سقوط بتن خودمتراکم الزامی است.
محدود کردن ارتفاع سقوط بتن خودمتراکم الزامی است.

در برخی نقاط گوشه به دلیل وجود هوا نیاز به میله زدن پیدا می‌کند.

سریعا پس از بتن ریزی عملیات حفظ آب بتن باید صورت گرفته تا بتن ترک نخورد. جمع شدگی خمیری که در بتن تازه به دلیل افت سریع آب رخ می‌دهد. در بتن خود متراکم بسیار مشاهده می‌شود. پس در محیطی که امکان تبخیر شدید آب وجود دارد باید تحت مراقبت شدید قرار گیرد. در همین راستا نیز جمع شدگی ذاتی و ناشی از خشک شدگی جزو معایب قابل کنترل بتن خود متراکم است.

در برابر عوامل تهدید دوام بتن که شامل هجوم یون کلر و کربناسیون و سیکل یخبندان و ذوب و سایش و ضربه و هوازدگی بتن خودمتراکم دارای نقایصی است. به هم خوردن روند هیدراسیون سیمان در اثر استفاده از مواد پرکننده که نفوذپذیری و تخلخل کاهش پیدا نمی‌کند. در واقع وقتی ذرات ریز بتن کوچکتر از ۲۰ میکرومتر سبب تجمع این مواد و ایجاد تخلخل در بتن می‌شود.

قبل از ورود افزودنی بتن و واکنش با سیمان ذرات اترینگایت با بار مثبت و محصولات هیدراسیون سیمان که بار منفی دارند، ایجاد کلوخه فراوان در بتن می‌شود.

طرح  اختلاط بتن خود متراکم

اندازه سنگدانه در این بتن به حداکثر ۲۰ میلی‌متر محدود شده است. از ماسه گردگوشه و تیزگوشه و هر دو نوع سیلیسی و آهکی می‌توان استفاده کرد. معمولا استفاده از پودر که شامل ذرات ریز در ساخت و اجرای بتن خود تراکم کوچکتر از ۰٫۱۲۵ میلی‌متر هستند در بتن خودمتراکم برای افزایش روانی بسیار موثر است. کنترل حداقل ریزدانه برای جلوگیری از جداشدگی ذرات بتن الزامی است.

استفاده از همه نوع شن در بتن خودمتراکم آزاد است. حداکثر اندازه بین ۱۶ تا ۲۰ میلی‌متر مجاز است. ولی در برخی استانداردها سنگدانه تا ۴۰ میلی‌متر را قابل استفاده می‌دانند. استفاده از سنگدانه گرد به دلیل عدم قفل شدن آن‌ها در هم نسبت به سنگدانه شکسته برتری دارد. وقتی اصطکاک داخلی سنگدانه حداقل شود، روانی بتن افزایش چشم‌گیری نسبت به نوع سنگدانه درگیر با هم دارد.

در طرح اختلاط موادی نظیر پودر سنگ و یا پودرهای فعال برای افزایش گرانروی بتن در نظر گرفته می‌شود. نسبت حجمی آب به کل پودر چه سیمان و چه پودرسنگ باید در حدود ۰٫۸ تا ۱٫۱ باشد. و یا ۳۵ تا ۴۰ درصد کل بتن باشد. مقدار سنگدانه حدود ۲۵ تا ۳۵ درصد کل بتن باشد. ولی شاید محدودیت در دسترسی مصالح بومی و اقتصاد پروژه اجبار به استفاده از برخی مصالح در اندازه و میزان مصرف وجود داشته باشد.

کل میزان پودر بتن خود متراکم باید بین ۳۸۰ تا ۶۰۰ کیلوگرم در مترمکعب حجم کل بتن باشد. اعداد ذکر شده حدودی بوده و بنابر پروژه و شرایط محیطی مقدار دقیق آن توسط طراحان ارائه می‌شود. پس بنابر توضیحات بالا سه روش برای ساخت بتن خودمتراکم وجود دارد:

  1. افزایش مواد پودری بتن
  2. کاربرد کم مواد پودری و افزایش مواد افزودنی اصلاح لزجت
  3. ترکیبی از دو روش بالا و میزان مصرف متوسط از مواد پودری و افزودنی ازجت بتن
استفاده از بتن خودمتراکم در بتن ریزی گسترده
استفاده از بتن خودمتراکم در بتن ریزی گسترده

به غیر از مسائل فنی بتن خودمتراکم باید به بحث اقتصاد آن نیز پرداخت. ساخت بتن خود متراکم به دلیل نیاز به افزودنی شمیایی از بتن معمولی هزینه زیادتری نیاز است. ولی در نهایت بتن خودمتراکم به دلیل کاهش نیروی انسانی و تجهیزات مورد نیاز صرفه جویی در هزینه خواهد داشت. تمام تلاش رسیدن به طرح اختلاط بهینه برای ایجاد خواص روانی در بتن تازه است. که در نهایت نتایج نهایی مقاومت مطلوبی را هم به‌دست آورد.

روش عمومی طرح اختلاط بتن خود متراکم:

  1. تعیین میزان هوای مورد نیاز بتن
  2. تعیین میزام سنگدانه درشت تا ۵۰% حجم مواد جامد مخلوط
  3. میزان ماسه مورد نیاز که ۵۰% باقی‌مانده مواد جامد است.
  4. تعیین میزان نسبت آب به مواد پودری
  5. تعیین مساحت جریان و زمان جریان نسبی به کمک قطر پخش شدن بتن
  6. رسیدن به میزان فوق روان کننده یا ابرروان کننده بهینه تا رسیدن به جریان نسبی مساحت ۵ و زمان جریان حدودا ۱ شود.
  7. استفاده از نسبت به دست آمده و رسیدن به میزان پخش شدگی ۶۵۰ میلی‌متر
  8. ارزیابی خواص وابسته به زمان

در این روش محدودیت مقاومت فشاری بتن تعیین نشده ولی در صورت میزان آب به سیمان کم‌تر مقاومت فشاری سازه‌ای هم فراهم می‌شود. با گذر زمان برای این روش عمومی اصلاحاتی در دانشگاه توکیو و دانشگاه دلف هلند در زمینه میزان مصرف مصالح ارائه شد. البته طرح اختلاط فراوانی توسط دیگر مراکز مرتبط نظیر انجمن بتن امریکا و مرکز تحقیقات سنگدانه تگزاس و انجمن تحقیقات بتن سوئد ارایه شد.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

پیام در واتساپ
به کمک نیاز دارید؟
سلام
چطور میتونم کمکتون کنم؟